JP2006087552A - 電動車椅子の防振構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】前後双方の車輪から伝播してくる振動を抑制して防振性能を向上させ得る電動車椅子の防振構造を提供する。
【解決手段】前輪1及び後輪2と共に自動走行用駆動モータが設けられたロアフレーム4に、着座部用シートフレームが載置される。ロアフレーム4及びシートフレーム20間に、前後をクロスバー3でそれぞれ連結された両側の側部フレーム7aを備えたアッパフレーム7を介挿すると共に、このアッパフレームの両側前後の4個所と、ロアフレーム4間にサスペンションばね10を介在させ、またアッパフレーム7の両側前後の4個所及びシートフレーム20間に、サスペンションばね10に対して相対的に高い周波数成分の振動に対して緩衝作用を呈する防振ゴム30を介在させる。
【選択図】図1
【解決手段】前輪1及び後輪2と共に自動走行用駆動モータが設けられたロアフレーム4に、着座部用シートフレームが載置される。ロアフレーム4及びシートフレーム20間に、前後をクロスバー3でそれぞれ連結された両側の側部フレーム7aを備えたアッパフレーム7を介挿すると共に、このアッパフレームの両側前後の4個所と、ロアフレーム4間にサスペンションばね10を介在させ、またアッパフレーム7の両側前後の4個所及びシートフレーム20間に、サスペンションばね10に対して相対的に高い周波数成分の振動に対して緩衝作用を呈する防振ゴム30を介在させる。
【選択図】図1
Description
本発明は、前輪及び後輪と共に自動走行用駆動モータが設けられたロアフレームに、着座部が取付けられたシートフレームが載置される電動車椅子の防振構造に関するものである。
特許文献1により、前輪及び後輪の双方にばねを装着して路面の凹凸により発生する振動を緩和させる手押し式の車椅子が周知である。これに対して、バッテリ及び駆動モータの搭載により重量が増加する電動車椅子の振動防止構造としては、特許文献2により、車体フレームに前後に延びる側部フレームを設け、その前後両端部をブリッジアームで連結すると共に、側部フレームの間でバッテリを懸吊し、車体フレーム前部に前輪を取付け、後端部には後輪を軸支するスイング機能を有するギアケースの前端部を揺動可能に軸支し、側部フレーム及び電源バッテリ間に左右一対のスプリング或はダンパとの組合わせで構成されるクッションユニットを配置し、このクッションユニットの前端を前輪近傍の車体フレームに揺動可能に軸支し、その後端をアームを介してギアケースの上部に連結した電動車椅子のサスペンションユニットが周知である。また、その従来技術の説明として後端部で後輪を支持するスイングアームの先端部をシートフレームの前端部に枢着させると共に、これらの間にばねを装着させたり、或は両側のフレーム間をトーションバーで連結する防振構造も記載されている。
特開2001−161753号公報
特開平10−24068号公報
本発明は、このように車体重量が増す電動車椅子では後輪側に対して通常相対的に軽量になる前輪側からの振動伝播まで考慮されていない点に鑑みて、前後双方の車輪から伝播してくる振動を抑制して防振性能を向上させ得る電動車椅子の防振構造を提供することを目的とする。
本発明は、この目的を達成するために、請求項1により、前輪及び後輪と共に自動走行用駆動モータが設けられたロアフレームに、着座部用シートフレームが載置される電動車椅子において、ロアフレーム及びシートフレーム間に、前後をクロスフレームでそれぞれ連結された両側の側部フレームを備えたアッパフレームを介挿すると共に、このアッパフレームの両側前後の4個所と、ロアフレーム間にサスペンションばねを介在させ、またアッパフレームの両側前後の4個所及びシートフレーム間に、サスペンションばねに対して相対的に高い周波数成分の振動に対して緩衝作用を呈する防振ゴムを介在させたことを特徴とする。
これにより、四方のサスペンションばねは前後4輪から伝播してきた振動に対して緩衝作用を呈し、四方の防振ゴムはサスペンションばねで吸収されなかった相対的に高い周波数成分の振動に対して緩衝作用を呈する。その際、車幅方向の微振動を確実に吸収するために、請求項2により、車幅方向に両側の防振ゴムが上方へ向けて車幅方向の内側へ互いに同一角度で傾斜する。シートフレームを所定位置に懸架するために、請求項3により、サスペンションばねがコイルばねである。緩衝作用を呈する周波数領域が容易に調整するために、請求項4により、サスペンションばねが、コイルばねと、オイルが充填されたシリンダ本体の基端部がロアフレームに枢着され、シリンダ本体から進退可能に突出するシリンダロッドの先端部がアッパフレームに枢着されたオイルダンパとより構成される。ロアフレーム及びアッパフレーム間のねじれ強度を向上させるには、請求項5により、両側に分離されたロアフレーム及び側部フレームの中間位置間にプレート状リンクアームを介在させると共に、その下端部はロアフレームに前後に回動可能に枢着され、上端部は側部フレームに設けられたガイド部材に前後に回動可能で、かつ上下方向に摺動可能にガイドされる。
請求項1の発明によれば、着座部への後輪だけでなく、前輪からの路面の凹凸、段差等に起因する振動の伝播も抑制されると共に、防振ゴムにより小石等に起因する相対的に周波数成分の高い微小振動の伝播も抑制される。請求項2の発明によれば、防振ゴムが垂直上方に対して車幅方向へ傾斜することによりその方向の微小振動も確実に防止される。請求項3の発明によれば、コイルバネにより緩衝作用が得られるだけでなく、シートフレームのロアフレームに対する位置決め機能も得られる。請求項4の発明によれば、コイルばねでシートフレームに加わる荷重を支持した状態で、オイルダンパの構造により緩衝作用を呈する周波数領域が容易に設定可能となる。請求項5の発明によれば、両側のロアフレーム部分間のクロス部材が廃止されてもプレート状リンクアームにより車幅方向の位置が規制されると共に、ロアフレーム及びアッパフレーム間の相対的なねじれも拘束される。
図1乃至図3を基に本発明の実施の形態による電動車椅子の防振構造を説明する。電動車椅子は、直交方向へ回転可能なスピンドル形もしくは半紡錘形状のローラ1aを周囲に配列された前輪1及び駆動輪である後輪2が設けられたロアフレーム4に、シートフレーム20が載置されるように、前後をクロスフレーム7bで連結された両側の側部フレーム7aを備えたアッパフレーム7を介挿すると共に、このアッパフレームと、ロアフレーム4とのそれぞれの両側前後の4個所間にコイルばね11及びオイルダンパ12で構成されたサスペンションばね10を介在させ、またシートフレーム20の着座部25が載置される領域の両側前後の4個所間に防振ゴム30を介在させて構成されている。
両側のロアフレーム4は前端部をクロスバー3で連結され、後方を両側にバッテリ6が搭載されるプレート状のクロスプレート5で連結されている。前輪1はロアフレーム4の前端部に設けられた車軸1bにより支持され、後輪2は両側の後端部にそれぞれ取付けられたモータ駆動部2aの駆動軸2bにより駆動される。パイプ状のシートフレーム20は、途中位置をクロスパイプ21により、後端部をクロスパイプ22により連結され、その領域に着座部25、アームレスト26及び背当て部27が設けられている。
図2はサスペンションばね10の構成を示すもので、同図Aに示すように、コイルばね11の上端部はアッパフレーム7の側部フレーム7aの前端部に固着された座部18に取付けられ、下端部はロアフレーム4の前端部に固着された座部19に取付けられている。オイルダンパ12のシリンダロッド15の先端部は、同図Cに示すように、座部18の隙間を有する挿通孔18aを通ってピン16により枢着されている。シリンダ本体12aの基端アーム13は、座部19の同様に前後揺動を許容するための隙間を有する挿通孔19aを通ってピン14によりロアフレーム4に枢着されている。同様に、同図Bに示すように、モータ駆動部2aの駆動軸2bは所属のバッテリ6で駆動されるモータで回転駆動されると共に、駆動軸2bを貫通させたロアフレーム4の後端部及び側部フレーム7aの後端部にも同一構成のサスペンションばね10が装着されている。
オイルダンパ12は、周知のように、シリンダ本体12aにオイルを充填し、その内部でシリンダロッド15に形成されたピストンにその両側の室間を通流させるオリフィスを形成することにより、ばね作用を呈するように構成されている。その口径は、所定のオイルの粘性下で路面振動に起因する入力振動を減衰させるように設定され、口径を大きくし過ぎると共振周波数は高くなって路面振動を減衰させ得なくなるが、適正な設定により流体の移動による路面振動に対する充分広い周波数でピストンの振動に対する緩衝作用が得られる。したがって、コイルばね11は、略垂直状態でシートフレーム20をその前後左右の振れに対して弾性復帰可能に懸架し、かつシートフレーム20から加わる荷重に対向して路面の凹凸もしくは段差に応動して緩衝作用を呈すると共に、オイルダンパ12は、コイルばね11との協働により、路面の凹凸もしくは段差等の起因する振動に対して想定される周波数範囲の振動入力を充分吸収し得るように設定されている。
図3は上下面が互いに平行な円柱状防振ゴム30の取付け構造を示すもので、シートフレーム20及びその途中位置を連結するクロスパイプ21とのコーナ部に溶接されたブラケット32の45°の傾斜面32aと、アッパフレーム7の側部フレーム7aの対向する両側前後の四方の上面に溶接されたくの字形のブラケット31の45°の傾斜面31a間に装着され、その中心線が上方へ向けて車幅方向の内側へ互いに45°の同一角度で傾斜している。傾斜面32aからは防振ゴム30の中心孔にボルト状のガイドピン36が挿通され、傾斜面31aを貫通した端部にナット37が抜け止め用にねじ込められて固定されることにより、防振ゴム30はガイドピン36に沿って伸縮し得る。そのばね特性は、路面の凹凸に対して路面の小石等に起因する相対的に周波数の高い微小振動を吸収し得るように設定されている。同様に、後端部のクロスパイプ22とのコーナ部にも同一構造で防振ゴム30が斜めに装着される。
このように構成された電動車椅子の防振構造の動作は次の通りである。シートフレーム20は、ブラケット32の45°の傾斜面32aにセットされた防振ゴム30にガイドピン36を挿通させて、傾斜面31a側でナット止めすることにより、アッパフレーム7に簡単な作業で載置され、また容易に取外すこともできる。この状態で、シートフレーム20は、アッパフレーム7に立設された四方のコイルばね11の略垂直方向の基準位置へのそれぞれの弾性復元力により所定位置に懸架される。
電動車椅子は、ローラ1aを回転させることなく直進し、後退も可能である。斜めに操舵すると、進行力の直交方向に分解されたベクトル分力に応じて、前輪1はその車軸1bを中心に回転すると共に、ローラ1aもその回転軸を中心に回転して、前輪1の横幅を広げることなく斜めの前進又は後退方向に転向する。
走行中に路面振動が、前輪1又は後輪2からロアフレーム4を経由してアッパフレーム7に伝播しようとすると、サスペンションばね10のばね作用により特に上下方向の振動を減衰させられる。また、オイルダンパ12が前後方向に回動するリンクを構成していることにより、コイルばね11により前後方向の振動成分に対しても緩衝作用を呈する。上下振動に対してオイルダンパ12では振動方向と反対側の室にオリフィスを通してオイルが流動することにより、路面の凹凸又は段差等に起因する相対的に周波数成分の低い振動が充分吸収される。サスペンションばね10で吸収されずにシートフレーム20に伝播しようとする小石等に起因する相対的に高い周波数成分の微小振動は、防振ゴム30により吸収される。その際、防振ゴム30の車幅方向への傾斜により、上下方向に限らず、横方向の振動も有効に吸収される。同時に、耐久性の点で硬度を高くしても垂直方向の配置に較べて傾斜分だけバネ定数が小さくなって前後方向の微小振動も有効に吸収される。
図4は2個のバッテリがシートフレーム及びアッパフレームにそれぞれ取付けられると共に、両側のロアフレーム部分間を連結するクロス部材は廃止されている車体構造に対する別の実施の形態を示す。この場合、両側に分離されたロアフレーム4間の互いの車幅方向の位置決めをするために、プレート状リンクアーム40がロアフレーム4及びその上方のアッパフレーム7の側部フレーム7aの中間位置間に枢着されている。その下端部はロアフレーム4に設けられた座部49にピン41で枢着され、上端部は長溝44を形成されて側部フレーム7aに固着されたガイド部材45に上下に摺動可能に接面するようにガイドされると共に、このガイド部材に支持されたガイドピン46が長溝44に挿通されている。これにより、両側のロアフレーム4の車幅方向の位置がプレート状リンクアーム40を介してアッパフレーム7で規制されると共に、ロアフレーム4及びアッパフレーム7間の相対的な横方向回転のねじれ強度が確保され、またサスペンションばね10の弾性変位を保証するように、その前後方向の揺動及び昇降変位が許容されている。
1 前輪
2 後輪
3 クロスバー
4 ロアフレーム
7 アッパフレーム
7a アッパフレームの側部フレーム
10 サスペンションばね
11 コイルばね
12 オイルダンパ
12a シリンダ本体
15 シリンダロッド
20 シートフレーム
25 着座部
30 防振ゴム
40 リンクアーム
2 後輪
3 クロスバー
4 ロアフレーム
7 アッパフレーム
7a アッパフレームの側部フレーム
10 サスペンションばね
11 コイルばね
12 オイルダンパ
12a シリンダ本体
15 シリンダロッド
20 シートフレーム
25 着座部
30 防振ゴム
40 リンクアーム
Claims (5)
- 前輪及び後輪と共に自動走行用駆動モータが設けられたロアフレームに、着座部用シートフレームが載置される電動車椅子において、
ロアフレーム及びシートフレーム間に、前後をクロスフレームでそれぞれ連結された両側の側部フレームを備えたアッパフレームを介挿すると共に、このアッパフレームの両側前後の4個所と、前記ロアフレーム間にサスペンションばねを介在させ、また前記アッパフレームの両側前後の4個所及び前記シートフレーム間に、前記サスペンションばねに対して相対的に高い周波数成分の振動に対して緩衝作用を呈する防振ゴムを介在させたことを特徴とする電動車椅子の防振構造。 - 車幅方向に両側の防振ゴムが、上方へ向けて車幅方向の内側へ互いに同一角度で傾斜していることを特徴とする請求項1記載の電動車椅子の防振構造。
- サスペンションばねが、コイルばねであることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の電動車椅子の防振構造。
- サスペンションばねが、コイルばねと、オイルが充填されたシリンダ本体の基端部がロアフレームに枢着され、前記シリンダ本体から進退可能に突出するシリンダロッドの先端部がアッパフレームに枢着されたオイルダンパとより構成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか記載の電動車椅子の防振構造。
- 両側に分離されたロアフレーム及び側部フレームの中間位置間にプレート状リンクアームを介在させると共に、その下端部は前記ロアフレームに前後に回動可能に枢着され、上端部は前記側部フレームに設けられたガイド部材に前後に回動可能で、かつ上下方向に摺動可能にガイドされたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか記載の電動車椅子の防振構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004274576A JP2006087552A (ja) | 2004-09-22 | 2004-09-22 | 電動車椅子の防振構造 |
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JP2004274576A JP2006087552A (ja) | 2004-09-22 | 2004-09-22 | 電動車椅子の防振構造 |
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JP2004274576A Pending JP2006087552A (ja) | 2004-09-22 | 2004-09-22 | 電動車椅子の防振構造 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2006087552A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010005347A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Kanto Auto Works Ltd | 4輪型車椅子用サスペンション機構 |
KR101504755B1 (ko) * | 2013-11-21 | 2015-03-23 | 주식회사 대창 모터스 | 전동 휠체어 |
CN105147471A (zh) * | 2015-09-07 | 2015-12-16 | 太仓市中峰模具塑胶有限公司 | 一种电动轮椅避震结构 |
CN106937906A (zh) * | 2017-04-18 | 2017-07-11 | 常熟市平方轮椅有限公司 | 一种可拆卸式轮椅坐垫装置 |
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2004
- 2004-09-22 JP JP2004274576A patent/JP2006087552A/ja active Pending
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